Tata Surya

1.  Galaksi

Pada malam yang cerah, ribuan bintang dapat kamu lihat di langit. Sesungguhnya yang kamu lihat itu belum seluruhnya, masih terdapat lebih banyak lagi bintang yang tidak mampu kamu amati. Di angkasa terdapat bermilyar-milyar bintang. Bintang-bintang tersebut berkelom-pok membentuk galaksi. Selain bintang, dalam galaksi juga terdapat gas dan debu. Bintang, gas dan debu saling mengikat karena adanya gravitasi. Milyaran bintang tersebar di setiap galaksi. Kita hidup di galaksi Bima Sakti yang mengandung sekitar 200 milyar bintang, salah satu bintang tersebut adalah matahari. Semua bintang bergerak mengelilingi pusat galaksi. Matahari kita mengelilingi pusat galaksi Bima Sakti sekali putaran membutuhkan waktu 240 juta tahun.

2.  Rasi

Sekelompok bintang dalam galaksi yang sama dapat menghasilkan suatu bentuk tertentu bila dilihat dari bumi. Kelompok bintang ini disebut rasi (konstelasi), contohnya rasi Ursa Mayor. Dalam rasi Ursa Mayor terdapat bagian sangat populer yang diberi nama rasi Big Dipper seperti terlihat pada Gambar 8.2. Rasi ini dapat kamu lihat di langit utara. Masyarakat Inggris melihat rasi Big Dipper ini seperti sebuah bajak, masyarakat Cina melihatnya seperti kereta raja yang ditarik binatang, dan masyarakat Jawa melihatnya seperti bajak petani.

3.  Tata Surya

Sejak ditemukannya planet Pluto pada tahun 1930, tata surya kita terdiri dari matahari sebagai pusat edar dan sembilan planet, yaitu Merkurius, Venus, Bumi, Mars, Yupiter, Saturnus, Uranus, Neptunus, dan Pluto yang selalu beredar mengelilingi matahari. Selain planet-planet tersebut, di dalam tata surya kita juga terdapat komet dan asteroid .

Namun, dalam konferensi tanggal 24 Agustus 2006 di Cekoslovakia, para astronom yang tergabung dalam organisasi astronomi internasional (International Astronomical Union, IAU), memutuskan bahwa Pluto tidak termasuk dalam kategori planet. Menurut para astronom, benda langit bisa dikategorikan sebagai planet bila mempunyai ukuran diameter lebih besar dari 2000 km, berbentuk bulat, dan memiliki orbit yang tidak memotong orbit planet lain.

Pluto tidak memenuhi kriteria di atas. Ukuran Pluto jauh lebih kecil dari delapan planet lainnya dalam sistem tata surya. Ukuran Pluto bahkan lebih kecil dari satelit Yupiter. Dengan demikian dalam tata surya kita hanya terdapat 8 (delapan) planet , yaitu: Merkurius, Venus, Bumi, Mars, Yupiter, Saturnus, Uranus, dan Neptunus, yang selalu beredar mengelilingi matahari.

4.  Matahari

Sebagaimana bintang yang lain, matahari merupakan bola raksasa yang terbentuk oleh gas hidrogen. Atom-atom gas hidrogen kemudian bersatu membentuk gas helium, yang dikenal dengan reaksi penggabungan inti (reaksi fusi). Proses ini menghasilkan energi yang sangat besar dalam bentuk energi panas, energi cahaya, dan energi gelombang. Matahari berjarak kira-kira 150 juta kilometer dari bumi. Jarak dari bumi ke matahari ditetapkan sebagai 1 satuan astronomi (1 SA).

Jarak matahari ini sama dengan 1/546.000 kali jarak bintang yang paling terang, yaitu Sirius. Meskipun matahari kita tergolong bintang yang ukurannya sedang, tetapi ukuran ini sudah sama dengan 109 kali diameter bumi (diameter bumi 12.756 km). Seandainya matahari itu berongga, kamu dapat memasukkan satu juta bumi ke dalamnya. Fotosfer merupakan lapisan matahari yang paling luar, tampak menyerupai piringan emas. Di atas fotosfer terdapat atmosfer matahari yang paling bawah, yaitu kromosfer. Suhu kromosfer paling rendah dibandingkan suhu lapisan yang lain. Di luar kromosfer terdapat korona. Suhunya lebih tinggi dari kromosfer dan mengandung material dengan tingkat kerapatan rendah. Korona tampak jelas ketika terjadi gerhana matahari total.

Di permukaan matahari terdapat bintik hitam (sunspots) yang berdia-meter sekitar 10.000 km (hampir sama dengan diameter bumi). Di antara pasangan bintik-bintik hitam timbul medan magnet yang sangat besar. Medan magnet ini mempengaruhi semburan gas dari permukaan matahari sehingga membentuk ikal menyala yang disebut prominences. Matahari kita berwarna kuning. Warna ini menun-jukkan tingkat panasnya. Urutan warna bintang dari yang terpanas hingga yang terdingin adalah biru, putih kebiru-biruan, putih, putih kekuning-kuningan, kuning, oranye, dan merah. Jadi matahari kita bukanlah bintang yang paling panas.

5.  Planet Luar dan Planet Dalam

Delapan planet dalam tata surya kita dikelompokkan menjadi dua, yaitu planet luar dan planet dalam. Planet luar adalah planet-planet yang terletak diluar sabuk asteroid dilihat dari matahari. Planet dalam adalah planet-planet yang terletak antara matahari dengan sabuk asteroid.

a.  Planet Luar

Yang termasuk planet luar adalah: Neptunus, Uranus, Saturnus, dan Yupiter. Semua planet luar, merupakan bola gas raksasa. Bagian intinya mungkin berbentuk padat, tetapi permukaannya tidak. Semua planet luar memiliki cincin yang tersusun dari debu dan gas beku. Marilah kita diskusikan masing-masing planet luar tersebut.

1). Neptunus

Neptunus merupakan planet kedelapan dalam tata surya kita. Atmosfer Neptunus tersusun dari gas yang disebut metana. Metana inilah yang membuat Neptunus berwarna hijau kebiru-biruan. Neptunus memiliki delapan satelit, dua di antaranya adalah Triton dan Nereid.

2). Uranus

Uranus membutuhkan pengamatan yang seksama, sebab sumbu putarnya sebidang dengan bidang edarnya mengelilingi matahari. Planet-planet lain sumbu putarnya memiliki sudut kemiringan kecil, seperti jarum jam pada angka 1 dan 7, tetapi Uranus, memiliki sumbu putar dengan sudut kemiringan besar seperti jarum jam pada angka 3 dan 9. Uranus memiliki 15 satelit, lima di antaranya: Miranda, Ariel, Umbriel, Titania, dan Oberon.

3). Saturnus

Saturnus memiliki cincin yang mengelilinginya. Cincin tersebut kelihatan lebih lebar dibanding cincin planet-planet lain, karena terdiri dari ribuan cincin-cincin kecil. Cincin kecil tersusun dari gas beku dan butiran-butiran debu. Saturnus memiliki 18 satelit.

4). Yupiter

Yupiter adalah planet kelima dalam tata surya kita dan merupa-kan planet terbesar. Gas berwarna merah berputar lambat mengelilingi tengah tengah planet Yupiter. Hal ini membentuk bintik merah raksasa yang dapat menghasilkan badai besar di permukaan Yupiter. Yupiter memiliki 16 satelit. Salah satu satelit Yupiter, yaitu Io, memiliki banyak gunung berapi aktif. Tiga satelit lain yang sudah dikenal Eropa, Ganymeda dan Calisto.

5). Sabuk Asteroid

Sabuk Asteroid terbentang di antara planet Yupiter dan Mars. Sabuk Asteroid merupakan bongkahan-bongkahan batu yang tersusun oleh materi-materi seperti materi penyusun planet, yaitu gas beku dan debu. Seandainya tidak dekat dengan Yupiter, Asteroid mungkin telah menjadi planet. Gaya gravitasi Yupiter yang luar biasa besar, tak memungkinkan materi Asteroid berubah menjadi planet.

b.  Planet Dalam

Planet dalam adalah planet yang terletak antara matahari dan sabuk asteroid. Yang termasuk planet dalam adalah: Mars, Bumi, Venus, dan Merkurius. Planet-planet dalam bersifat padat dan berbatuan. Bagaimana kita bisa mengetahuinya? Informasi tentang planet-planet tersebut kita peroleh atas jasa pesawat ruang angkasa yang mengirimkan data ke bumi. Marilah kita diskusikan masing-masing planet dalam tersebut.

1). Bumi

Inilah tempat tinggal kita! Bumi adalah planet ketiga dalam tata surya kita. Keadaan permukaan planet Bumi sangat berbeda dibanding-kan permukaan planet-planet lain yang telah kamu diskusikan di atas. Suhu di permukaan Bumi memungkinkan air berada dalam wujud padat, cair maupun gas. Di sekitar Bumi terdapat atmosfer yang berfungsi seperti tirai penahan sinar ultraviolet. Sinar ultraviolet adalah sinar berbahaya yang berasal dari Matahari. Karena atmosferlah kehidupan di Bumi bisa bertahan. Bumi memiliki satu satelit, yaitu Bulan.

2). Venus

Venus merupakan planet terdekat kedua dari matahari dalam tata surya kita. Planet ini sulit dilihat karena permukaannya dikelilingi awan tebal. Awan tersebut menahan energi matahari yang mengenai permukaan Venus sehingga energi tetap terperangkap. Hal ini menyebabkan suhu permukaan planet Venus berkisar 470⁰ C. Suhu ini cukup panas untuk membakar keramik, apakah kalian bisa hidup pada suhu sekian? Tinggal di planet Venus kamu pasti tidak punya hari esok! Venus tidak memiliki satelit.

3). Merkurius

Merkurius adalah planet terdekat dari matahari dan merupakan planet terkecil. Permukaannya penuh barut-barut akibat lubang-lubang yang dihasilkan meteroit. Meteorit adalah muntahan batu-batu yang jatuh dari langit saat asteroid meledak. Sama dengan Venus, Merkurius juga tidak memiliki satelit. Merkurius memiliki perbedaan suhu yang sangat besar antara siang dan malam.

4). Komet

Komet tersusun oleh debu dan gas beku seperti es. Dari waktu ke waktu komet selalu bergerak mendekati atau menjauhi matahari. Ketika hal itu terjadi, radiasi matahari menguapkan beberapa bahan pembentuk komet. Gas dan debu memancar dari komet, membentuk ekor yang terang. Ekor komet terbentuk oleh tekanan dan panas yang dihasilkan matahari. Ekor komet selalu menjauhi matahari.

6.  Gaya Gravitasi

Semua planet dalam tata surya menge-lilingi matahari dengan kala revolusi berbeda-beda, dan bergerak pada orbit yang tetap. Bagaimanakah hal ini terjadi? Mengapa planet-planet tersebut tidak meninggalkan lintasan?

Antara matahari dan planet-planet terdapat gaya gravitasi, yaitu gaya tarik yang besarnya sebanding dengan massa matahari dan massa planet, tetapi berbanding terbalik dengan kuadrat jaraknya. Artinya semakin besar massa suatu planet, semakin besar pula gaya gravitasi yang timbul antara planet tersebut dengan matahari. Namun, semakin jauh jarak antara suatu planet dengan matahari, semakin kecil gaya gravitasi yang terjadi antara matahari dan planet tersebut.

7.  Bumi dan Bulan

a.  Rotasi Bumi

Bumi berputar mengitari suatu garis khayal yang disebut sumbu atau poros. Perputaran bumi pada porosnya disebut rotasi. Sekali berotasi Bumi membutuhkan waktu 24 jam, atau biasa kita sebut satu hari. Di pagi hari, saat Bumi berotasi, matahari tampak dalam pandangan. Di siang hari, Bumi terus berotasi, dan matahari terlihat bergerak melintasi langit. Menjelang malam hari, matahari terlihat bergerak turun sebab bagian Bumi tempat kamu berdiri telah berotasi menjauhi matahari dalam arah yang berlawanan.

Untuk membuktikan bagaimana hal ini terjadi, lakukan kagiatan sederhana berikut ini! Berdirilah menghadap papan tulis. Anggap dirimu sebagai Bumi dan papan tulis sebagai matahari. Sekarang berputarlah pelan-pelan berlawanan dengan arah jarum jam. Papan tulis mula-mula tampak dalam pandanganmu, kemudian tidak terlihat. Teruslah berputar kamu akan melihat papan tulis kembali. Jadi, papan tulis kelihatan atau tidak kelihatan bukan karena dia bergerak, tetapi karena kamu yang berputar. Begitulah yang terjadi pada Bumi saat berotasi di ruang angkasa, sehingga bagian Bumi yang menghadap matahari setiap saat berbeda-beda. Bagian Bumi yang menghadap matahari akan mengalami siang dan bagian lain yang membelakangi matahari mengalami malam. Selain menyebabkan terjadinya siang dan malam, rotasi Bumi juga menyebabkan terjadinya perbedaan waktu di berbagai belahan Bumi.

b.  Revolusi Bumi

Kamu telah memahami rotasi Bumi di angkasa. Selain berotasi, Bumi ternyata juga bergerak mengelilingi matahari. Laksana seorang atlet yang berlari menurut suatu lintasan tertentu, begitu pula Bumi mengitari matahari pada garis edar yang teratur. Garis edar ini disebut orbit. Gerakan Bumi mengelilingi matahari disebut revolusi Bumi. Satu tahun di Bumi adalah waktu yang dibutuhkan oleh Bumi untuk mengelilingi matahari pada orbitnya, satu kali putaran, yaitu selama 365 1/4 hari. Waktu untuk berevolusi ini disebut juga kala revolusi. Bulan bergerak mengitari Bumi sekali putaran dalam waktu 29,5 hari. Secara bersamaan bulan juga berotasi dalam waktu yang sama, yakni sekali putaran kira-kira 29,5 hari. Karena waktu revolusi bulan sama dengan waktu rotasinya, maka permukaan bulan yang menghadap Bumi selalu sama.

c.   Fase-fase Bulan

Bila kamu perhatikan dari Bumi, bentuk bulan ternyata tidak tetap. Bentuk bulan seperti apa yang pernah kamu lihat? Bentuk bundar, setengah lingkaran, lebih dari setengah lingkaran, seperti sabit, atau tidak terlihat sama sekali? Bentuk bulan yang berubah-ubah itu dikenal sebagai fase-fase bulan. Apakah bulan benar-benar berubah bentuknya? Apakah yang menyebabkan bentuknya berubah-ubah?

Fase bulan yang kamu lihat pada suatu malam bergantung pada posisi bulan, matahari dan Bumi di angkasa. Bulan tidak memancarkan cahaya sendiri, bulan hanya meman-tulkan cahaya yang diterima dari matahari. Bagian bulan yang bisa kita lihat hanyalah bagian yang mendapat cahaya matahari. Karena bulan selalu mengitari Bumi, maka bagian bulan yang mendapat cahaya matahari (dan memantulkannya kembali ke Bumi) menjadi berubah-ubah. Inilah yang menimbulkan perubahan penampakan bulan dilihat dari Bumi.

d.  Pasang Surut Air Laut

Sebagaimana kamu diskusikan sebelumnya, bumi berevolusi mengelilingi matahari, sedangkan bulan berevolusi mengelilingi bumi. Di samping itu, bumi dan bulan juga berotasi pada porosnya. Akibat gerakan-gerakan tersebut posisi matahari, bumi dan bulan selalu berubah. Perubahan posisi ini berpengaruh terhadap tinggi rendahnya air laut di permukaan bumi, yang lazim disebut pasang naik dan pasang surut.

Pasang naik dan pasang surut air laut terjadi karena pengaruh gaya gravitasi oleh matahari dan bulan terhadap bumi.

Air laut di suatu permukaan bumi mengalami pasang naik bila permukaan bumi tersebut segaris atau berhadapan langsung dengan bulan atau matahari. Meskipun jarak bumi-matahari sekitar 375 kali jarak bumi-bulan, namun karena massa matahari sekitar 27 juta massa bulan, karena itu pengaruh gaya gravitasi oleh matahari terhadap air laut tetap terlihat, yakni sekitar setengah gaya gravitasi oleh bulan.

Pasang naik air laut ada yang hanya beberapa sentimeter, namun ada yang mencapai sekitar 20 meter (setinggi gedung berlantai 6), contohnya di Kanada. Di Indonesia pasang naik paling tinggi sekitar 2-3 meter.

e.  Gerhana Matahari

Pernahkah ketika kamu menonton televisi, tiba-tiba seseorang berdiri di depanmu, sehingga kamu tidak dapat melihat televisi sama sekali? Begitulah gambaran seder-hana terjadinya gerhana.

Bila kamu seolah-olah menjadi Bumi, orang yang berdiri di depanmu sebagai bulan, dan televisi sebagai matahari, maka pada peristiwa di atas posisi bulan menutupi cahaya matahari sehingga tidak dapat sampai ke Bumi. Saat itu di Bumi justru terbentuk bayangan bulan. Daerah di bumi yang tertutup bayangan bulan akan mengalami gerhana. Karena yang tertutupi adalah matahari maka gerhana ini disebut gerhana matahari.

Ukuran bulan jauh lebih kecil dibandingkan matahari, karena itu hanya sebagian kecil saja dari permukaan bumi yang benar-benar ditutupi bayangan bulan dan sama sekali tidak mendapatkan cahaya matahari. Daerah inilah yang mengalami gerhana matahari total.

f.   Gerhana Bulan

Tetaplah menggunakan permisalan kamu sedang menonton televisi, tiba-tiba ada orang berdiri di depanmu. Tetapi sekarang Bumi diwakili oleh orang yang berdiri didepanmu, kamu sendiri seolah-olah menjadi bulan, dan televisi tetap menjadi matahari. Saat itu berarti Bumi menghalangi cahaya matahari sehingga tidak sampai ke bulan. Akibatnya bulan tidak memantulkan cahaya sama sekali ke Bumi. Keadaan inilah yang disebut gerhana bulan.